基于plc和组态王的温度控制系统设计完整毕业论文

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1、摘要可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。本文主要介绍了基于西门子公司S7-200系列的可编程控制器和亚控公司的组态软

2、件组态王的炉温控制系统的设计方案。编程时调用了编程软件STEP7-MicroWIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。关键词：温度控制可编程控制器人机界面组态王III目录第一章前言11.1项目背景、意义11.2温控系统的现状21.3项目研究内容3第二章PLC和HMI基础52.1可编程控制器基础52.1.1可编程控制器的产生和应用52.1.2可编程控制器的组

3、成和工作原理52.1.3可编程控制器的分类及特点82.2人机界面基础82.2.1人机界面的定义82.2.2人机界面产品的组成及工作原理92.2.3人机界面产品的特点9第三章PLC控制系统硬件设计103.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤103.1.1PLC控制系统设计的基本原则103.1.2PLC控制系统设计的一般步骤113.2PLC的选型与硬件配置133.2.1PLC型号的选择133.2.2S7-200CPU的选择143.2.3EM231模拟量输入模块143.2.4热电式传感器163.3I/O点分配及电气连接图173.4

4、PLC控制器的设计173.4.1控制系统数学模型的建立173.4.2PID控制及参数整定19第四章PLC控制系统软件设计224.1PLC程序设计方法224.2编程软件STEP7--Micro/WIN概述234.2.1STEP7-Micro/WIN简单介绍234.2.2梯形图语言特点244.2.3STEP7-Micro/WIN参数设置（通讯设置）254.3程序设计274.3.1设计思路274.3.2控制程序流程图274.3.3梯形图程序284.3.4PID指令向导的运用314.3.5语句表（STL）程序35第五章基于组态王的H

5、MI设计37III5.1人机界面（HMI）设计375.1.1监控主界面385.1.2实时趋势曲线395.1.3历史趋势曲线405.1.4报警窗口405.1.5设定画面425.2变量设置425.3动画连接44第六章系统运行结果及分析466.1系统运行466.2运行结果分析476.2.1温度趋势曲线分析476.2.2报警信息分析49第七章总结50参考文献51致谢52III第一章前言1.1项目背景、意义温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高

6、。目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线，存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产出品品质低下，严重影响企业经济效益，急需技术改造。近年来，国内外对温度控制器的研究进行了广泛、深入的研究，特别是随着计算机技术的发展，温度控制器的研究取得了巨大的发展，形成了一批商品化的温度调节器，如:职能化PID、模糊控制、自适应控制等，其性能、控制效果好,可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。在工业自动化领域内,PLC（可编程控制器） 以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简

7、单、功能强大、性价比高、体积小、能耗低等显著特点广泛应用于现代工业的自动控制之中。目前的工业控制中,常常选用PLC 作为现场的控制设备,用于数据采集与处理、逻辑判断、输出控制；而上位机则是利用HMI 软件来完成工业控制状态、流程和参数的显示,实现监控、管理、分析和存储等功能 。这种监控系统充分利用了PLC 和计算机各自的特点,得到了广泛的应用。在这种方式的基础上设计了一套温度控制系统。以基于PLC 的下位机和完成HMI功能的上位机相结合,构建成分布式控制系统,实现了温度自动控制。PLC不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而

8、且能扩展输入输出模块，特别是可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体，实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制。现代PLC以集成度高、功能强、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定受到普遍欢迎，在传统工业的现代化改造中发挥越来越重要的作用,